具有能量收集约束的高斯中继信道吞吐量最大化
信息论
2016-11-17 v2 math.IT
摘要
本文考虑在无线协作通信中使用能量收集器替代传统的时不变能源。为便于阐述，我们研究了经典的三节点高斯中继信道及其解码转发 (DF) 中继方案，其中源节点和中继节点的发射功率取自能量收集 (EH) 源。假设在确定性 EH 模型下，能量到达时间和收集量在传输前已知，我们研究了有限 horizon 内个传输块上的吞吐量最大化问题。特别地，考虑了具有不同时延约束的两种数据业务类型：时延受限 (DC) 业务（目的地仅允许一个块的解码时延）和无时延受限 (NDC) 业务（允许任意长达个块的解码时延）。对于 DC 情形，我们证明了联合源和中继功率分配对于实现最大吞吐量是必要的，并提出了一种计算最优功率分布的高效算法。对于 NDC 情形，尽管吞吐量最大化问题是非凸的，但我们证明了源和中继功率分配问题的分离原理的最优性，并据此开发了一种两阶段功率分配算法以分别获得最优的源和中继功率分布。此外，我们比较了 DC 和 NDC 情形，并获得了 NDC 情形性能严格优于 DC 情形的充分必要条件。研究表明，即使在时不变信道下，NDC 传输也能利用协作通信中源和中继能量可用性随时间独立变化而产生的一种新形式的分集，即“能量分集”。
引用
@article{arxiv.1109.0724,
title = {Throughput Maximization for the Gaussian Relay Channel with Energy Harvesting Constraints},
author = {Chuan Huang and Rui Zhang and Shuguang Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.0724},
year = {2016}
}
备注
appear in IEEE Journal on Selected Areas in Communications, special issue on theories and methods for advanced wireless relays